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2013年上海市春季高考数学试卷

来源:九壹网
2013年上海市春季高考数学试卷

 

一、填空题(本大题满分36分)本大题共有12题,要求直接填写结果,每题填对得3分,否则一律得0分.

1.(3分)函数y=log2(x+2)的定义域是   .2.(3分)方程2x=8的解是   .3.(3分)抛物线y2=8x的准线方程是   .4.(3分)函数y=2sinx的最小正周期是   .5.(3分)已知向量

.若

,则实数k=   .6.(3分)函数y=4sinx+3cosx的最大值是   .7.(3分)复数2+3i(i是虚数单位)的模是   .8.(3分)在△ABC中,角A,B,C所对边长分别为a,b,c,若a=5,c=8,B=60°,则b=   .9.(3分)正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,异面直线A1B与B1C所成角的大小为   .10.(3分)从4名男同学和6名女同学中随机选取3人参加某社团活动,选出的3人中男女同学都有的概率为   (结果用数值表示).

11.(3分)若等差数列的前6项和为23,前9项和为57,则数列的前n项和Sn=   .12.(3分)36的所有正约数之和可按如下方法得到:因为36=22×32,所以36的所有正约数之和为(1+3+32)+(2+2×3+2×32)+(22+22×3+22×32)=(1+2+22)(1+3+32)=91,参照上述方法,可求得2000的所有正约数之和为   . 

二.选择题(本大题满分36分)本大题共有12题,每题都给出四个结论,其中有且只有一个结论是正确的.考生必须把真确结论的代码写在题后的括号内,

选对得3分,否则一律得0分.

13.(3分)展开式为ad﹣bc的行列式是(  )A.

B.

C.

D.

的反函数,下列结论正确的是(  )

14.(3分)设f﹣1(x)为函数f(x)=

A.f﹣1(2)=2B.f﹣1(2)=4C.f﹣1(4)=2D.f﹣1(4)=415.(3分)直线2x﹣3y+1=0的一个方向向量是(  )A.(2,﹣3)

B.(2,3)C.(﹣3,2)

D.(3,2)

16.(3分)函数f(x)=的大致图象是(  )

A.B.C.

D.

17.(3分)如果a<b<0,那么下列不等式成立的是(  )A.

B.ab<b2C.﹣ab<﹣a2

D.

18.(3分)若复数z1,z2满足z1=A.关于x轴对称C.关于原点对称

,则z1,z2在复数平面上对应的点Z1,Z2(  )

B.关于y轴对称D.关于直线y=x对称

19.(3分)(1+x)10的二项展开式中的一项是(  )A.45xB.90x2C.120x3

D.252x4

20.(3分)既是偶函数又在区间(0,π)上单调递减的函数是(  )A.y=sinx

B.y=cosxC.y=sin2xD.y=cos2x

21.(3分)若两个球的表面积之比为1:4,则这两个球的体积之比为(  )A.1:2

B.1:4

C.1:8

D.1:16

22.(3分)设全集U=R,下列集合运算结果为R的是(  )A.Z∪∁UNB.N∩∁UNC.∁U(∁u∅)

D.∁U{0}

23.(3分)已知a,b,c∈R,“b2﹣4ac<0”是“函数f(x)=ax2+bx+c的图象恒在x轴上方”的(  )

A.充分非必要条件B.必要非充分条件C.充要条件

D.既非充分又非必要条件

24.(3分)已知A,B为平面内两个定点,过该平面内动点m作直线AB的垂线,垂足为N.若A.圆B.椭圆 

三、解答题(本大题满分78分)本大题共有7题,解答下列各题必须写出必要的步骤.

25.(7分)如图,在正三棱柱ABC﹣A1B1C1中,AA1=6,异面直线BC1与AA1所成角的大小为

,求该三棱柱的体积.=λ

,其中λ为常数,则动点m的轨迹不可能是(  )

C.双曲线D.抛物线

26.(7分)如图,某校有一块形如直角三角形ABC的空地,其中∠B为直角,AB长40米,BC长50米,现欲在此空地上建造一间健身房,其占地形状为矩形,且B为矩形的一个顶点,求该健身房的最大占地面积.

27.(8分)已知数列{an}的前n项和为S求

,数列{bn}满足b

28.(13分)已知椭圆C的两个焦点分别为F1(﹣1,0)、F2(1,0),短轴的两个端点分别为B1,B2

(1)若△F1B1B2为等边三角形,求椭圆C的方程;

(2)若椭圆C的短轴长为2,过点F2的直线l与椭圆C相交于P,Q两点,且

,求直线l的方程.

29.(12分)已知抛物线C:y2=4x 的焦点为F.(1)点A,P满足

.当点A在抛物线C上运动时,求动点P的轨迹方程;

(2)在x轴上是否存在点Q,使得点Q关于直线y=2x的对称点在抛物线C上?如果存在,求所有满足条件的点Q的坐标;如果不存在,请说明理由.30.(13分)在平面直角坐标系xOy中,点A在y轴正半轴上,点Pn在x轴上,其横坐标为xn,且{xn} 是首项为1、公比为2的等比数列,记∠PnAPn+1=θn,n∈N*.(1)若

,求点A的坐标;

),求θn的最大值及相应n的值.

(2)若点A的坐标为(0,8

31.(18分)已知真命题:“函数y=f(x)的图象关于点P(a,b)成中心对称图形”的充要条件为“函数y=f(x+a)﹣b 是奇函数”.

(1)将函数g(x)=x3﹣3x2的图象向左平移1个单位,再向上平移2个单位,求此时图象对应的函数解析式,并利用题设中的真命题求函数g(x)图象对称中心的坐标;

(2)求函数h(x)=

图象对称中心的坐标;

(3)已知命题:“函数 y=f(x)的图象关于某直线成轴对称图象”的充要条件为“存在实数a和b,使得函数y=f(x+a)﹣b 是偶函数”.判断该命题的真假.如果是真命题,请给予证明;如果是假命题,请说明理由,并类比题设的真命题对它进行修改,使之成为真命题(不必证明). 

2013年上海市春季高考数学试卷

参与试题解析

 

一、填空题(本大题满分36分)本大题共有12题,要求直接填写结果,每题填对得3分,否则一律得0分.

1.(3分)函数y=log2(x+2)的定义域是 (﹣2,+∞) .【分析】要使函数有意义,只需令x+2>0即可.

【解答】解:欲使函数有意义,须有x+2>0,解得x>﹣2,所以函数的定义域为(﹣2,+∞).故答案为:(﹣2,+∞).

【点评】本题考查函数定义域的求法,属基础题. 

2.(3分)方程2x=8的解是 3 .【分析】由已知条件2x=8=23,可得x=3,由此可得此方程的解.【解答】解:由2x=8=23,可得x=3,即此方程的解为3,故答案为 3.

【点评】本题主要考查指数方程的解法,属于基础题. 

3.(3分)抛物线y2=8x的准线方程是 x=﹣2 .【分析】根据抛物线方程的标准形式,可得抛物线以原点为顶点,开口向右,由2p=8算出=2,即可得到抛物线的准线方程.【解答】解:∵抛物线的方程为y2=8x∴抛物线以原点为顶点,开口向右.

由2p=8,可得=2,可得抛物线的焦点为F(2,0),准线方程为x=﹣2故答案为:x=﹣2

【点评】本题给出抛物线的标准方程,求抛物线的准线方程,着重考查了抛物线的标准方程与简单几何性质等知识,属于基础题. 

4.(3分)函数y=2sinx的最小正周期是 2π .【分析】根据函数y=2sinωx的最小正周期是 【解答】解:函数y=2sinx的最小正周期是 故答案为 2π.

【点评】本题主要考查三角函数的周期性及求法,属于基础题. 

5.(3分)已知向量

.若

,则实数k=  .=

,运算可得结果.

=2π,

【分析】根据向量平行的充要条件可得关于k的方程,解出即可.【解答】解:由故答案为:

,则

,得1×(k﹣6)﹣9k=0,解得k=﹣,

【点评】本题考查向量共线的充要条件,若

⇔x1y2﹣x2y1=0. 

6.(3分)函数y=4sinx+3cosx的最大值是 5 .【分析】利用辅助角公式把所给的函数解析式化为y=5sin(x+∅),再根据正弦函数的值域,求得它的最大值.

【解答】解:∵函数y=4sinx+3cosx=5(sinx+cosx)=5sin(x+∅),(其中,cos∅=,sin∅=) 故函数的最大值为5,故答案为5.

【点评】本题主要考查辅助角公式的应用,正弦函数的值域,属于中档题. 

7.(3分)复数2+3i(i是虚数单位)的模是 【分析】利用模长公式|z|=的模.

【解答】解:∵复数2+3i,

 .,代入计算即可得出复数2+3i(i是虚数单位)

∴2+3i的模 故答案为:

=.

【点评】本题考查复数的概念及模长计算公式,是一道基础题. 

8.(3分)在△ABC中,角A,B,C所对边长分别为a,b,c,若a=5,c=8,B=60°,则b= 7 .【分析】根据余弦定理b2=a2+c2﹣2accosB,代入题中的数据得b2=25+﹣2×5×8×cos60°=49,解之即可得到b=7.

【解答】解:∵在△ABC中,a=5,c=8,B=60°,∴根据余弦定理,得

b2=a2+c2﹣2accosB=25+﹣2×5×8×cos60°=49解之得b=7(舍负)故答案为:7

【点评】本题给出△ABC两条边长及其夹角大小,求第三边的长度.着重考查了利用余弦定理解三角形的知识,属于基础题. 

9.(3分)正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,异面直线A1B与B1C所成角的大小为 60° .【分析】连接A1D,根据正方体的几何特征及异面直线夹角的定义,我们可得∠BA1D即为异面直线A1B与B1C所成的角,连接BD后,解三角形BA1D即可得到异面直线A1B与B1C所成的角.

【解答】解:连接A1D,由正方体的几何特征可得:A1D∥B1C,则∠BA1D即为异面直线A1B与B1C所成的角,连接BD,易得:BD=A1D=A1B

故∠BA1D=60°故答案为:60°

【点评】本题考查的知识点是异面直线及其所成的角,其中根据正方体的几何特征及异面直线夹角的定义判断出∠BA1D即为异面直线A1B与B1C所成的角,是解答本题的关键. 

10.(3分)从4名男同学和6名女同学中随机选取3人参加某社团活动,选出的3人中男女同学都有的概率为  (结果用数值表示).

【分析】先求对立事件“选出的3人中只有男同学或只有女同学”的概率,然后根据对立事件的概率和为1可得答案.

【解答】解:从10人中选出的3人中只有男同学或只有女同学的概率为:=,

则选出的3人中男女同学都有的概率为:1﹣=.故答案为:.

【点评】本题考查古典概型及其概率计算公式,属基础题. 

11.(3分)若等差数列的前6项和为23,前9项和为57,则数列的前n项和Sn= 

 .

【分析】设等差数列的前n项和Sn=an2+bn,则由题意可得 a、b的值,即可求得数列的前n项和Sn的解析式.

【解答】解:设等差数列的前n项和Sn=an2+bn,则由题意可得

,,解得

解得 ,

故数列的前n项和Sn=故答案为

【点评】本题主要考查等差数列的前n项和公式的结构特征,用待定系数法函数的解析式,属于基础题. 

12.(3分)36的所有正约数之和可按如下方法得到:因为36=22×32,所以36的所有正约数之和为(1+3+32)+(2+2×3+2×32)+(22+22×3+22×32)=(1+2+22)(1+3+32)=91,参照上述方法,可求得2000的所有正约数之和为 4836 .【分析】这是一个类比推理的问题,在类比推理中,参照上述方法,2000的所有正约数之和可按如下方法得到:因为2000=24×53,所以2000的所有正约数之和为(1+2+22+23+24)(1+5+52+53),即可得出答案.【解答】解:类比36的所有正约数之和的方法,有:

2000的所有正约数之和可按如下方法得到:因为2000=24×53,所以2000的所有正约数之和为(1+2+22+23+24)(1+5+52+53)=4836.可求得2000的所有正约数之和为 4836.故答案为:4836.

【点评】类比推理的一般步骤是:(1)找出两类事物之间的相似性或一致性;(2)用一类事物的性质去推测另一类事物的性质,得出一个明确的命题(猜想). 

二.选择题(本大题满分36分)本大题共有12题,每题都给出四个结论,其中有且只有一个结论是正确的.考生必须把真确结论的代码写在题后的括号内,选对得3分,否则一律得0分.

13.(3分)展开式为ad﹣bc的行列式是(  )A.

B.

C.

D.

【分析】根据可得出答案.【解答】解:根据由题意得,

叫做二阶行列式,它的算法是:ad﹣bc,再根据所给的式子即

叫做二阶行列式,它的算法是:ad﹣bc,

=ad﹣bc.

故选:B.

【点评】本题考查的是二阶行列式与逆矩阵,根据题意二阶行列式的意义得出所求代数式是解答此题的关键. 

14.(3分)设f﹣1(x)为函数f(x)=

的反函数,下列结论正确的是(  )

A.f﹣1(2)=2B.f﹣1(2)=4C.f﹣1(4)=2D.f﹣1(4)=4【分析】本题的关键是求函数f(x)=原函数式f(x)=

的反函数,欲求原函数的反函数,即从

中反解出x,后再进行x,y互换,即得反函数的解析式.

的反函数,

【解答】解:∵f﹣1(x)为函数f(x)=∴f﹣1(x)=x2,(x≥0),∴f﹣1(2)=4,f﹣1(4)=16,故选:B.

【点评】本题考查反函数的求法及不等关系,属于基础题目,要会求一些简单函数的反函数,掌握互为反函数的函数图象间的关系. 

15.(3分)直线2x﹣3y+1=0的一个方向向量是(  )A.(2,﹣3)

B.(2,3)C.(﹣3,2)

D.(3,2)

【分析】题意可得首先求出直线的斜率为:k=,即可得到它的一个方向向量(1,k),再利用平面向量共线(平行)的坐标表示即可得出答案.【解答】解:由题意可得:直线2x﹣3y+1=0的斜率为k=,所以直线2x﹣3y+1=0的一个方向向量 =(1,),或(3,2)故选:D.

【点评】本题主要考查直线的方向向量,以及平面向量共线(平行)的坐标表示,是基础题. 

16.(3分)函数f(x)=

的大致图象是(  )

A.B.C.

D.

【分析】筛选法:利用幂函数的性质及函数的定义域进行筛选即可得到答案.【解答】解:因为﹣<0,所以f(x)在(0,+∞)上单调递减,排除选项B、C;

又f(x)的定义域为(0,+∞),故排除选项D,故选:A.

【点评】本题考查幂函数的图象及性质,属基础题,筛选法是解决选择题的常用技巧,要掌握. 

17.(3分)如果a<b<0,那么下列不等式成立的是(  )A.

B.ab<b2C.﹣ab<﹣a2

D.

【分析】由于a<b<0,不妨令a=﹣2,b=﹣1,代入各个选项检验,只有D正确,从而得出结论.

【解答】解:由于a<b<0,不妨令a=﹣2,b=﹣1,可得故A不正确.

可得ab=2,b2=1,∴ab>b2,故B不正确.可得﹣ab=﹣2,﹣a2=﹣4,∴﹣ab>﹣a2,故C不正确.故选:D.

【点评】本题主要考查不等式与不等关系,利用特殊值代入法比较几个式子在限定条件下的大小关系,是一种简单有效的方法,属于基础题. 

18.(3分)若复数z1,z2满足z1=

,则z1,z2在复数平面上对应的点Z1,Z2(  )

=﹣1,∴

A.关于x轴对称C.关于原点对称

B.关于y轴对称D.关于直线y=x对称

【分析】由题意可得z1,z2的实部相等,虚部互为相反数,故z1,z2在复数平面上对应的点Z1,Z2关于x轴对称.【解答】解:若复数z1,z2满足z1=

,则z1,z2的实部相等,虚部互为相反数,

故z1,z2在复数平面上对应的点Z1,Z2关于x轴对称,故选:A.

【点评】本题主要考查共轭复数的定义,复数与复平面内对应点间的关系,属于基础题. 

19.(3分)(1+x)10的二项展开式中的一项是(  )A.45xB.90x2C.120x3

D.252x4

•xr,即可得出结

【分析】根据(1+x)10的二项展开式的通项公式为 Tr+1=论.

【解答】解:(1+x)10的二项展开式的通项公式为 Tr+1=此项为120x3,故选:C.

•xr,故当r=3时,

【点评】本题主要考查二项式定理的应用,二项式展开式的通项公式,求展开式中的某一项,属于中档题. 

20.(3分)既是偶函数又在区间(0,π)上单调递减的函数是(  )A.y=sinx

B.y=cosxC.y=sin2xD.y=cos2x

【分析】根据函数的奇偶性排除A、C,再根据函数的单调性排除D,经检验B中的函数满足条件,从而得出结论.

【解答】解:由于函数y=sinx和 y=sin2x都是奇函数,故排除A、C.

由于函数y=cosx是偶函数,周期等于2π,且在(0,π)上是减函数,故满足条件.

由于函数y=cos2x是偶函数,周期等于π,在(0,

)上是减函数,在(

π)上是增函数,故不满足条件.故选:B.

【点评】本题主要考查余弦函数的奇偶性和单调性,属于中档题. 

21.(3分)若两个球的表面积之比为1:4,则这两个球的体积之比为(  )A.1:2

B.1:4

C.1:8

D.1:16

【分析】设两个球的半径分别为r1、r2,根据球的表面积公式算出它们的表面积之比为之比.

【解答】解:设两个球的半径分别为r1、r2,根据球的表面积公式,可得它们的表面积分别为S1=4∵两个球的表面积之比为1:4,∴

=

=

=,解之得

=(舍负),S2=4

=,解之得

=,由此结合球的体积公式即可算出这两个球的体积

因此,这两个球的体积之比为==(

)3=

即两个球的体积之比为1:8故选:C.

【点评】本题给出两个球的表面积之比,求它们的体积之比.着重考查了球的表面积公式和体积公式等知识,属于基础题. 

22.(3分)设全集U=R,下列集合运算结果为R的是(  )A.Z∪∁UNB.N∩∁UNC.∁U(∁u∅)

D.∁U{0}

【分析】根据题目中条件“全集U=R”,对各个选项一一进行集合的运算,即可得出答案.

【解答】解:∵全集U=R,

∴Z∪∁UN=R,N∩∁UN=∅,∁U(∁u∅)=∅,∁U{0}={x∈R|x≠0}.

故选:A.

【点评】本题主要考查了交、并、补集的混合运算,属于基础题. 

23.(3分)已知a,b,c∈R,“b2﹣4ac<0”是“函数f(x)=ax2+bx+c的图象恒在x轴上方”的(  )

A.充分非必要条件B.必要非充分条件C.充要条件

D.既非充分又非必要条件

【分析】根据充要条件的定义可知,只要看“b2﹣4ac<0”与“函数f(x)=ax2+bx+c的图象恒在x轴上方”能否相互推出即可.

【解答】解:若a≠0,欲保证函数f(x)=ax2+bx+c的图象恒在x轴上方,则必须保证抛物线开口向上,且与x轴无交点;则a>0且△=b2﹣4ac<0.

但是,若a=0时,如果b=0,c>0,则函数f(x)=ax2+bx+c=c的图象恒在x轴上方,不能得到△=b2﹣4ac<0;

反之,“b2﹣4ac<0”并不能得到“函数f(x)=ax2+bx+c的图象恒在x轴上方”,如a<0时.

从而,“b2﹣4ac<0”是“函数f(x)=ax2+bx+c的图象恒在x轴上方”的既非充分又非必要条件.故选:D.

【点评】本题考查的是必要条件、充分条件与充要条件的判断,二次函数的性质,难度一般.学生要熟记二次函数的性质方能得心应手的解题. 

24.(3分)已知A,B为平面内两个定点,过该平面内动点m作直线AB的垂线,垂足为N.若A.圆B.椭圆

,其中λ为常数,则动点m的轨迹不可能是(  )

C.双曲线D.抛物线

【分析】建立直角坐标系,设出A、B坐标,以及M坐标,通过已知条件求出M的方程,然后判断选项.

【解答】解:以AB所在直线为x轴,AB中垂线为y轴,建立坐标系,设M(x,y),A(﹣a,0)、B(a,0);

因为=λ•,

所以y2=λ(x+a)(a﹣x),

即λx2+y2=λa2,当λ=1时,轨迹是圆.当λ>0且λ≠1时,是椭圆的轨迹方程;当λ<0时,是双曲线的轨迹方程.当λ=0时,是直线的轨迹方程;综上,方程不表示抛物线的方程.故选:D.

【点评】本题考查曲线轨迹方程的求法,轨迹方程与轨迹的对应关系,考查分类讨论思想、分析问题解决问题的能力以及计算能力. 

三、解答题(本大题满分78分)本大题共有7题,解答下列各题必须写出必要的步骤.

25.(7分)如图,在正三棱柱ABC﹣A1B1C1中,AA1=6,异面直线BC1与AA1所成角的大小为

,求该三棱柱的体积.

【分析】因为 CC1∥AA1.根据异面直线所成角的定义得∠BC1C为异面直线BC1与AA1所成的角,从而∠BC1C=

.在Rt△BC1C中,求得BC,从而求出S△ABC,

最后利用柱体的体积公式即可求出该三棱柱的体积.【解答】解:因为 CC1∥AA1.

所以∠BC1C为异面直线BC1与AA1所成的角,即∠BC1C=在Rt△BC1C中,BC=CC1tan∠BC1C=6×从而S△ABC=

=3

×6=18

=2

因此该三棱柱的体积为V=S△ABC×AA1=3

【点评】本题考查三棱柱体积的计算,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题. 

26.(7分)如图,某校有一块形如直角三角形ABC的空地,其中∠B为直角,AB长40米,BC长50米,现欲在此空地上建造一间健身房,其占地形状为矩形,且B为矩形的一个顶点,求该健身房的最大占地面积.

【分析】设出矩形的边FP的边长,利用三角形相似求出矩形的宽,表示出矩形面积,利用二次函数的最值求解即可.

【解答】解:如图,设矩形为EBFP,FP长为x米,其中0<x<40,健身房占地面积为y平方米.因为△CFP∽△CBA,以

,求得BF=50﹣)•x

从而y=BF•FP=(50﹣=﹣=﹣≤500.

当且仅当x=20时,等号成立.

答:该健身房的最大占地面积为500平方米.

【点评】本题考查函数的实际应用,表示出函数的表达式是解题的关键,考查分析问题解决问题的能力. 

27.(8分)已知数列{an}的前n项和为S求

,数列{bn}满足b

【分析】先由Sn求出an,进而得到bn,由bn的表达式可判断数列{bn}是无穷等比数列,从而可得答案.【解答】解:当n≥2时,且a1=S1=0,所以an=﹣2n+2.因为列.故

=

=.

=

,所以数列{bn}是首项为1、公比为的无穷等比数

=﹣2n+2,

【点评】本题考查数列的极限、等差数列的前n项和,解答本题的关键是根据Sn与an的关系求出an. 

28.(13分)已知椭圆C的两个焦点分别为F1(﹣1,0)、F2(1,0),短轴的两个端点分别为B1,B2

(1)若△F1B1B2为等边三角形,求椭圆C的方程;

(2)若椭圆C的短轴长为2,过点F2的直线l与椭圆C相交于P,Q两点,且

,求直线l的方程.

【分析】(1)由△F1B1B2为等边三角形可得a=2b,又c=1,集合a2=b2+c2可求a2,b2,则椭圆C的方程可求;

(2)由给出的椭圆C的短轴长为2,结合c=1求出椭圆方程,分过点F2的直线l的斜率存在和不存在讨论,当斜率存在时,把直线方程和椭圆方程联立,由根与系数关系写出两个交点的横坐标的和,把坐标后可求直线的斜率,则直线l的方程可求.【解答】解:(1)设椭圆C的方程为

转化为数量积等于0,代入

根据题意知,解得,

故椭圆C的方程为.

(2)由2b=2,得b=1,所以a2=b2+c2=2,得椭圆C的方程为当直线l的斜率不存在时,其方程为x=1,不符合题意;当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为y=k(x﹣1).由

,得(2k2+1)x2﹣4k2x+2(k2﹣1)=0.

设P(x1,y1),Q(x2,y2),则

因为,所以,即

==

=,解得,即k=

故直线l的方程为

【点评】本题考查了椭圆的标准方程,考查了数量积的坐标运算,考查了直线和圆锥曲线的关系,考查了分类讨论的数学思想方法和数学转化思想方法,训练了根与系数关系,属有一定难度题目. 

29.(12分)已知抛物线C:y2=4x 的焦点为F.(1)点A,P满足

.当点A在抛物线C上运动时,求动点P的轨迹方程;

(2)在x轴上是否存在点Q,使得点Q关于直线y=2x的对称点在抛物线C上?如果存在,求所有满足条件的点Q的坐标;如果不存在,请说明理由.

【分析】(1)设出动点P和A的坐标,求出抛物线焦点F的坐标,由出P点和A点的关系,由代入法求动点P的轨迹方程;

(2)设出点Q的坐标,在设出其关于直线y=2x的对称点Q′的坐标,由斜率关系及中点在y=2x上得到两对称点坐标之间的关系,再由点Q′在抛物线上,把其坐标代入抛物线方程即可求得Q点的坐标.

【解答】解:(1)设动点P的坐标为(x,y),点A的坐标为(xA,yA),则

因为F的坐标为(1,0),所以由即

,得(x﹣xA,y﹣yA)=﹣2(xA﹣1,yA).

,解得

代入y2=4x,得到动点P的轨迹方程为y2=8﹣4x.

(2)设点Q的坐标为(t,0).点Q关于直线y=2x的对称点为Q′(x,y),

则,解得.

若Q′在C上,将Q′的坐标代入y2=4x,得4t2+15t=0,即t=0或所以存在满足题意的点Q,其坐标为(0,0)和(

).

【点评】本题考查了轨迹方程,考查了直线和圆锥曲线间的关系,考查了代入法求曲线方程,考查了存在性问题的求解方法,属中档题. 

30.(13分)在平面直角坐标系xOy中,点A在y轴正半轴上,点Pn在x轴上,其横坐标为xn,且{xn} 是首项为1、公比为2的等比数列,记∠PnAPn+1=θn,n∈N*.(1)若

,求点A的坐标;

),求θn的最大值及相应n的值.

(2)若点A的坐标为(0,8

【分析】(1)利用{xn} 是首项为1、公比为2的等比数列,确定通项,利用差角的正切公式,建立方程,即可求得A的坐标;

(2)表示出tanθn=tan(∠OAPn+1﹣∠OAPn),利用基本不等式,结合正切函数的单调性,即可求得结论.

【解答】解:(1)设A(0,t)(t>0),根据题意,xn=2n﹣1.由

,知

而tanθ3=tan(∠OAP4﹣∠OAP3)=

=,

所以,解得t=4或t=8.

故点A的坐标为(0,4)或(0,8).

(2)由题意,点Pn的坐标为(2n﹣1,0),tan∠OAPn=

∴tanθn=tan(∠OAPn+1﹣∠OAPn)=

=.

因为≥

,所以tanθn≤

=,

当且仅当∵0<θn<

,即n=4时等号成立.

,y=tanx在(0,

)上为增函数,

∴当n=4时,θn最大,其最大值为

【点评】本题考查等比数列,考查差角的正切函数,考查基本不等式的运用,正确运用差角的正切公式是关键.

 

31.(18分)已知真命题:“函数y=f(x)的图象关于点P(a,b)成中心对称图形”的充要条件为“函数y=f(x+a)﹣b 是奇函数”.

(1)将函数g(x)=x3﹣3x2的图象向左平移1个单位,再向上平移2个单位,求此时图象对应的函数解析式,并利用题设中的真命题求函数g(x)图象对称中心的坐标;

(2)求函数h(x)=

图象对称中心的坐标;

(3)已知命题:“函数 y=f(x)的图象关于某直线成轴对称图象”的充要条件为“存在实数a和b,使得函数y=f(x+a)﹣b 是偶函数”.判断该命题的真假.如果是真命题,请给予证明;如果是假命题,请说明理由,并类比题设的真命题对它进行修改,使之成为真命题(不必证明).

【分析】(1)先写出平移后图象对应的函数解析式为y=(x+1)3﹣3(x+1)2+2,整理得y=x3﹣3x,由于函数y=x3﹣3x是奇函数,利用题设真命题知,函数g(x)图象对称中心.(2)设h(x)=

的对称中心为P(a,b),由题设知函数h(x+a)﹣b

是奇函数,从而求出a,b的值,即可得出图象对称中心的坐标.

(3)此命题是假命题.举反例说明:函数f(x)=x的图象关于直线y=﹣x成轴对称图象,但是对任意实数a和b,函数y=f(x+a)﹣b,即y=x+a﹣b总不是偶函数.修改后的真命题:“函数y=f(x)的图象关于直线x=a成轴对称图象”的充要条件是“函数y=f(x+a)是偶函数”.

【解答】解:(1)平移后图象对应的函数解析式为y=(x+1)3﹣3(x+1)2+2,整理得y=x3﹣3x,

由于函数y=x3﹣3x是奇函数,由题设真命题知,函数g(x)图象对称中心的坐标是(1,﹣2).(2)设h(x)=

的对称中心为P(a,b),

由题设知函数h(x+a)﹣b是奇函数.设f(x)=h(x+a)﹣b,则f(x)=即f(x)=

﹣b,

由不等式此时f(x)=

的解集关于原点对称,则﹣a+(4﹣a)=0,得a=2.

﹣b,x∈(﹣2,2).

任取x∈(﹣2,2),由f(﹣x)+f(x)=0,得b=1,所以函数h(x)=(3)此命题是假命题.

举反例说明:函数f(x)=x的图象关于直线y=﹣x成轴对称图象,但是对任意实数a和b,函数y=f(x+a)﹣b,即y=x+a﹣b总不是偶函数.修改后的真命题:“函数y=f(x)的图象关于直线x=a成轴对称图象”的充要条件是“函数y=f(x+a)是偶函数”.

【点评】本小题主要考查命题的真假判断与应用,考查函数单调性的应用、函数奇偶性的应用、函数的对称性等基础知识,考查运算求解能力,考查化归与转化思想.属于中档题. 

图象对称中心的坐标是(2,1).

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